Beyin; beyin hücreleri arasındaki iletişimi geliştirme veya azaltma konusunda tuhaf bir yeteneğe sahiptir. İletişimin hızlı veya yavaş olup olmadığı beynin genel işlevini değiştirir. Bu hücrelerin beyin içinde nasıl iletişim kurduğunu anlamak, bedenlerimizin ve zihinlerimizin birlikte nasıl çalıştığını anlamak açısından çok önemlidir.
Moleküler Fizyoloji ve Biyofizik Doçenti Terunaga Nakagawa; beyin hücreleri arasındaki iletişimin nörotransmisyonun nasıl modüle edildiğini araştırmak için çalışmalar yaptı. Nörotransmisyon, glutamat reseptörleri yoluyla sağlanır. Bunlardan biri olan AMPA reseptörü; beynin bilgileri öğrenme ve hatırlama yeteneğinden sorumludur. İşlevselliği; otizm, Alzheimer, limbik ensefalit, şizofreni ve felç gibi çeşitli bilişsel bozukluklara doğrudan bağlıdır.
Nakagawa’nın yüksek lisans öğrencisi Aichurok Kamalova ve Vanderbilt Beyin Enstitüsü’nden (VBI) araştırmacılar; AMPA reseptörü ve beyin regülatörü GSG1L’nin 2012’de Nakagawa’nın laboratuvarında bulunan yardımcı alt biriminin (ön talamusta aktivite) beyin hücresini yavaşlattığını keşfetti. Beynin bu bölümü; bellek oluşumu, navigasyon bilgilerinin işlenmesi ve nöbet başlangıcı için kritik öneme sahiptir.
Bu keşfe kadar AMPA reseptörlerinin tüm yardımcı alt birimleri pozitif regülatörler olarak biliniyordu. Doğrudan motor fonksiyona bağlı beyin regülasyonunu arttıran veya azaltan mekanizmalar olduğu uzun zamandır bilinmektedir. Bu iletişimin verimliliğinin değiştirilmesi bilişsel etkinliği düzenler. Benzersiz olarak, negatif düzenleyiciler nöronların işlevselliğini ve aktivitesini baskılar. Araştırmacıların bulguları, beynin belirli bir bölgesindeki negatif düzenleyicilerin alt kümesi olan GSG1L’nin genel beyin sağlığı için önemli bir şey yaptığını göstermektedir.
Araştırmacı Nakagawa: “Şimdi GSG1L’yi negatif bir regülatör olarak tanımladığımıza göre, GSG1L’nin onu özel olarak hedefleyen yeni bir kimyasal bileşik geliştirme nihai hedefi ile nasıl çalıştığını daha kimyasal ayrıntılarıyla anlamanın bir yolunu arayacağız. Beynin bölgeye özgü ilaçların geliştirilmesine büyük ilgi duyulmaktadır, çünkü beynin diğer bölümlerinde veya sağlıkla ilgili yan etkilerde kasıtsız olarak sınırlı sonuçları olan hedefe yönelik faydalar sağlayabilirler. AMPA reseptörleri, beynin farklı eylemlerini kolaylaştıran ve düzenleyen bir ‘işçi arı’ oldukları için ilaç gelişimi için ideal hedeflerdir.”
Araştırmacılar ayrıca, GSG1L’nin beynin ön talamusun ötesindeki diğer kısımlarında ve diğer yardımcı alt ünitelerin beyin işlevselliğini düzenlemek için AMPA reseptörü ile birlikte nasıl çalıştığını araştırmaya devam edecekler.
“AMPA reseptör yardımcı alt birimi GSG1L, kortikotalamik sinapslarda kısa süreli kolaylaştırmayı bastırır ve nöbet duyarlılığını belirler” makalesi Cell Reports dergisinde 21 Temmuz’da yayınlandı.